專欄

電路設計和EMC設計的關鍵 第6篇 產品規格書(3) 常見的EMC評估指標範例

2023.10.11

大家好! 我是ROHM的稻垣。

第6篇是“產品規格書”系列的第3篇。透過前兩篇專欄,我想大家對產品規格書已經有了大概瞭解。關於產品規格書,經常有人會問:針對半導體積體電路(LSI和IC)產品規格書中提供的規格值,你們是以怎樣的比例和頻率進行檢查的呢?比如這樣的問題:

 Q:出貨檢査時按照千分之一的比例?還是按照百分之一的比例?
 Q:規格值中的所有項目都檢査嗎?還是只檢查了主要項目?
 Q:只有在產品批次有更新時才實施檢査嗎?

針對這些提問,我們的回答是:

 A:我們ROHM實施所有項目的全數檢査。

所有要出貨的產品都會透過自動出貨檢測機一個一個地進行檢查。雖然檢査項目數也因產品類型而異,但會涉及到幾百項到幾千項的檢查,這些是所有項目全數檢查的。其中,有些產品甚至要實施高溫測試。

如果講得再詳細一點,那就是在半導體積體電路(LSI和IC)還在其更基礎的Si晶圓狀態(在圓盤狀Si電路板上裝有幾枚LSI或IC的狀態)下就會進行所有項目的全數檢查。然後,會逐個進行劃片(切割)、封裝密封(樹脂密封等),並再次進行所有項目的全數檢査。也就是說,只有符合多道出貨檢測要求的產品才會出廠。在產品的品質保證方面,有各種方法和思路,但ROHM基本上都是“所有項目全數檢査”。

下面我們來談談“電磁相容性(EMC)”。在進行全數檢査的規格項目中,也包括EMC的替代評估指標。常見的有PSRR(Power Supply Rejection Ratio)、CMRR(Common Mode Rejection Ratio)、EMIRR(EMI Rejection Ratio)等。

PSRR是電源抑制比,是表示“當使電源電壓波動時輸出會發生怎樣的波動”的比率。CMRR是共模抑制比,是使差分輸入在相同電位下波動時在輸出中發生的波動比率。
PSRR和CMRR雖然都是運算放大器(Op Amps)等規定的DC特性,但是,由於涉及到頻率特性,因此也會在10[Hz]~1[MHz]的頻率範圍內進行測試。在10[Hz]等低頻範圍,有很多實力達到100[dB]以上的產品,大致波動在1/100,000以內(電氣特性曲線從左到右呈下降狀,頻率越低特性越好)。

最後的EMIRR被稱為“EMI耐受能力”或“電磁干擾抑制比”。這是一個表示能夠承受多少高頻雜訊的指標。可能理解起來有些難,這是將RF(高頻)訊號施加到輸入引腳(+側)後的峰值電壓與輸入換算的失調電壓變化量之間的比率。

EMIRR是在大約1[MHz]~幾[GHz]的頻率範圍內進行測試,數值越大,特性越好。在幾[GHz]時,EMIRR的值為100[dB]左右,特性曲線呈從左到右上升趨勢。在運算放大器等元件中,半導體積體電路的頻率響應性能在高頻時會變差,因此自然EMIRR的值會變好。

透過比較這些值,可以評估產品的部分EMC特性。之所以在這裡表述為“部分EMC特性”,是因為在IEC國際標準(包括CISPR)和ISO國際標準中對EMC特性規定了很多項目。

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